JP2658211B2 - 生理活性物質固定化用担体の製造法 - Google Patents
生理活性物質固定化用担体の製造法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、生理活性物質固定化用担体の製造法に関す
る。更に詳しくは、生理活性物質固定化に用いられる含
フッ素重合体成形品担体の製造法に関する。
る。更に詳しくは、生理活性物質固定化に用いられる含
フッ素重合体成形品担体の製造法に関する。
従来から各種の生理活性物質を担体上に固定化し、例
えばバイオセンサ用膜、アフィニティクロマトグラフィ
ー、バイオリアクタ用担体などの用途に用いることが行
われている。
えばバイオセンサ用膜、アフィニティクロマトグラフィ
ー、バイオリアクタ用担体などの用途に用いることが行
われている。
一方、従来から人工血管、カテーテル、人工臓器など
の材料として用いられている、テトラフルオロエチレン
樹脂によって代表される樹脂状またはエラストマー状の
含フッ素重合体に、例えばヘパリン、ウロキナーゼ、TP
Aなどを固定化することができれば、生体材料の問題点
となっている抗血栓性の特性を付与することができるな
どの効果が期待できる。
の材料として用いられている、テトラフルオロエチレン
樹脂によって代表される樹脂状またはエラストマー状の
含フッ素重合体に、例えばヘパリン、ウロキナーゼ、TP
Aなどを固定化することができれば、生体材料の問題点
となっている抗血栓性の特性を付与することができるな
どの効果が期待できる。
即ち、耐有機溶剤性、耐薬品性、耐熱性、酸素透過性
などの性質ですぐれた特性を示す含フッ素重合体に、生
化学的特性を更に付加することができれば、それの応用
範囲が質的にもまた量的にも飛躍的に拡大することが期
待される。
などの性質ですぐれた特性を示す含フッ素重合体に、生
化学的特性を更に付加することができれば、それの応用
範囲が質的にもまた量的にも飛躍的に拡大することが期
待される。
そのための一つの手段として、まず含フッ素重合体成
形品の表面に官能性基を導入し、それを足掛りとして各
種の生理活性物質をそこに固定化することが考えられる
が、含フッ素重合体に通常の有機合成反応によって官能
性基を導入することはほぼ不可能である。
形品の表面に官能性基を導入し、それを足掛りとして各
種の生理活性物質をそこに固定化することが考えられる
が、含フッ素重合体に通常の有機合成反応によって官能
性基を導入することはほぼ不可能である。
具体的には、例えばテトラフルオロエチレン樹脂では
Ｃ−Ｆ結合力が大きく、またＦ原子がＣ−Ｃ結合の周囲
をくまなく埋めていて、Ｃ−Ｆ結合に対する他の原子団
からのアタックに対する立体障害となっているため、そ
こにカルボキシル基などの官能性基を導入した上で酵素
などを固定化させることはほぼ不可能であった。
Ｃ−Ｆ結合力が大きく、またＦ原子がＣ−Ｃ結合の周囲
をくまなく埋めていて、Ｃ−Ｆ結合に対する他の原子団
からのアタックに対する立体障害となっているため、そ
こにカルボキシル基などの官能性基を導入した上で酵素
などを固定化させることはほぼ不可能であった。
本発明の目的は、含フッ素重合体成形品表面に有機合
成反応によってではなく、他の方法によって官能性基を
形成せしめ、生理活性物質固定化用担体を製造する方法
を提供することにある。
成反応によってではなく、他の方法によって官能性基を
形成せしめ、生理活性物質固定化用担体を製造する方法
を提供することにある。
かかる目的を達成せしめる生理活性物質固定化用担体
の製造は、含フッ素重合体成形品表面を不活性ガス雰囲
気中および酸素ガスまたは含酸素化合物ガス雰囲気中で
順次プラズマ処理することにより行われる。
の製造は、含フッ素重合体成形品表面を不活性ガス雰囲
気中および酸素ガスまたは含酸素化合物ガス雰囲気中で
順次プラズマ処理することにより行われる。
含フッ素重合体成形品としては、樹脂状またはエラス
トマー状の含フッ素重合体の成形品、一般には膜状、シ
ート状、板状のものなどが用いられる。成形品を形成す
る含フッ素重合体として、好ましくはテトラフルオロエ
チレン樹脂（ポリテトラフルオロエチレン）が用いられ
るが、この他にポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレ
ン−ヘキサフルオロプロペン共重合体なども用いられ
る。また、酸素ガスと同様に用いられる含酸素化合物ガ
スとしては、二酸化炭素、一酸化炭素などが用いられ
る。
トマー状の含フッ素重合体の成形品、一般には膜状、シ
ート状、板状のものなどが用いられる。成形品を形成す
る含フッ素重合体として、好ましくはテトラフルオロエ
チレン樹脂（ポリテトラフルオロエチレン）が用いられ
るが、この他にポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレ
ン−ヘキサフルオロプロペン共重合体なども用いられ
る。また、酸素ガスと同様に用いられる含酸素化合物ガ
スとしては、二酸化炭素、一酸化炭素などが用いられ
る。
これらのガス雰囲気中でのプラズマ処理は、例えば真
空ポンプ、リークバルブおよびメインバルブに接続さ
れ、真空計を備えたチューブ状プラズマ反応容器内に含
フッ素重合体成形品を収容し、反応容器内の圧力を約0.
001〜1Torrとした後バルブを開き、反応容器内にガスを
約0.001〜10Torrの圧力になる迄導入し、このようにし
て反応容器内にガスを充満させたら、高周波発生装置
（13.56MHz）およびマッチングユニットからなる高周波
電源を用いて、有効電力約10〜100W、グロー放電時間約
１〜60分間の条件下で、反応容器の端部細径円筒部に捲
回された発振コイルからプラズマ照射することにより行
われる。反応容器としては、上記チューブ状のもの以外
に、ベルジャー型なども用いることができる。また、放
電電極としては、上記コイル状のもの以外に、外部もし
くは内部平行電極板を用いることもできる。
空ポンプ、リークバルブおよびメインバルブに接続さ
れ、真空計を備えたチューブ状プラズマ反応容器内に含
フッ素重合体成形品を収容し、反応容器内の圧力を約0.
001〜1Torrとした後バルブを開き、反応容器内にガスを
約0.001〜10Torrの圧力になる迄導入し、このようにし
て反応容器内にガスを充満させたら、高周波発生装置
（13.56MHz）およびマッチングユニットからなる高周波
電源を用いて、有効電力約10〜100W、グロー放電時間約
１〜60分間の条件下で、反応容器の端部細径円筒部に捲
回された発振コイルからプラズマ照射することにより行
われる。反応容器としては、上記チューブ状のもの以外
に、ベルジャー型なども用いることができる。また、放
電電極としては、上記コイル状のもの以外に、外部もし
くは内部平行電極板を用いることもできる。
このような一連のプラズマ処理によって本発明の生理
活性物質固定化用担体は製造されるが、この担体表面に
はカルボキシル基が導入されているので、それを利用し
ての生理活性物質の固定化が一般にカルボジイミド処理
を経て行われる。
活性物質固定化用担体は製造されるが、この担体表面に
はカルボキシル基が導入されているので、それを利用し
ての生理活性物質の固定化が一般にカルボジイミド処理
を経て行われる。
ジシクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ−シクロヘキシ
ル−Ｎ′−２−モルホリニル−エチルカルボジイミドな
どのカルボジイミド（RN＝Ｃ＝NR）は、容易にカルボキ
シル基と付加体を形成し、この付加体は更にアルコー
ル、アミン、酸などと縮合反応し、それぞれ相当するエ
ステル、アミド、酸無水物などを形成する。本発明に係
る固定化用担体の場合には、その表面に導入されたカル
ボキシル基が、次式に示されるように、カルボジイミド
を介して酵素のアミノ基と結合される。
ル−Ｎ′−２−モルホリニル−エチルカルボジイミドな
どのカルボジイミド（RN＝Ｃ＝NR）は、容易にカルボキ
シル基と付加体を形成し、この付加体は更にアルコー
ル、アミン、酸などと縮合反応し、それぞれ相当するエ
ステル、アミド、酸無水物などを形成する。本発明に係
る固定化用担体の場合には、その表面に導入されたカル
ボキシル基が、次式に示されるように、カルボジイミド
を介して酵素のアミノ基と結合される。
［Ｉ］＋酵素−NH2→担体−CONH−酵素＋RNHCONHR 生理活性物質としては、例えばインベルターゼ、ウレ
アーゼ、クレアチニンディイミナーゼ、クレアチニンア
ミドヒドロラーゼ、グルコースオキシダーゼ、パーオキ
シダーゼ、ヘキソキナーゼ、カタラーゼ、Ｇ−６−Ｐデ
ヒドロゲナーゼ、グルタメートデヒドロゲナーゼ、ウロ
キナーゼ、ウリカーゼ、コレステロールオキシダーゼ、
コレステロールエステルヒドロラーゼ、アデノシントリ
フォスファターゼ、アルカリフォスファターゼ、ホスホ
リパーゼＤ、リパーゼ、プロテアーゼ、TPAなどの酵
素、各種酵母、糸状菌、放線菌、バクテリアなどの微生
物、抗生物質、抗原抗体、ホルモン、レセプター、ヘパ
リン、カルモジュリン、生体組織、アルブミンなどのた
ん白質などが挙げられ、また人工酵素としての鉄−フタ
ロシアニン錯体などにも適用される。
アーゼ、クレアチニンディイミナーゼ、クレアチニンア
ミドヒドロラーゼ、グルコースオキシダーゼ、パーオキ
シダーゼ、ヘキソキナーゼ、カタラーゼ、Ｇ−６−Ｐデ
ヒドロゲナーゼ、グルタメートデヒドロゲナーゼ、ウロ
キナーゼ、ウリカーゼ、コレステロールオキシダーゼ、
コレステロールエステルヒドロラーゼ、アデノシントリ
フォスファターゼ、アルカリフォスファターゼ、ホスホ
リパーゼＤ、リパーゼ、プロテアーゼ、TPAなどの酵
素、各種酵母、糸状菌、放線菌、バクテリアなどの微生
物、抗生物質、抗原抗体、ホルモン、レセプター、ヘパ
リン、カルモジュリン、生体組織、アルブミンなどのた
ん白質などが挙げられ、また人工酵素としての鉄−フタ
ロシアニン錯体などにも適用される。
これらの生理活性物質の固定化は、一般にそれぞれ濃
度が約0.1〜10mg/mlとなる量の生理活性物質およびカル
ボジイミドを添加した水溶液中に約３〜５℃または室温
下にプラズマ処理担体を約1/2〜24時間浸漬することに
よって行われる。
度が約0.1〜10mg/mlとなる量の生理活性物質およびカル
ボジイミドを添加した水溶液中に約３〜５℃または室温
下にプラズマ処理担体を約1/2〜24時間浸漬することに
よって行われる。
本発明方法により、各種生理活性物質を固定化可能な
含フッ素重合体成形品担体が得られ、各種のすぐれた性
質を有する含フッ素重合体に更に生化学的特性を付加さ
せることができる。
含フッ素重合体成形品担体が得られ、各種のすぐれた性
質を有する含フッ素重合体に更に生化学的特性を付加さ
せることができる。
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例１ 市販テトラフルオロエチレン樹脂膜（厚さ0.2mm）を
容量結合型プラズマ発生装置内に置き、アルゴンガス圧
力0.1Torr、電力50W、時間30分間の条件下で、プラズマ
処理を行った。次いで、酸素ガス圧力0.1Torr、電力45
W、時間５分間の条件下でプラズマ処理を行った。いず
れも、13.56MHzの高周波が用いられている。
容量結合型プラズマ発生装置内に置き、アルゴンガス圧
力0.1Torr、電力50W、時間30分間の条件下で、プラズマ
処理を行った。次いで、酸素ガス圧力0.1Torr、電力45
W、時間５分間の条件下でプラズマ処理を行った。いず
れも、13.56MHzの高周波が用いられている。
このようにしてプラズマ処理された樹脂膜の表面は、
25℃、25％RHの条件下での水の接触角が、未処理物の11
0゜から85゜へと大きく変化しており、疎水性から親水
性になっていることが分る。また、FTIRによる分析結果
では、1400cm-1および1700cm-1付近に吸収がみられ、表
面にカルボキシル基の導入されていることが確認され
た。
25℃、25％RHの条件下での水の接触角が、未処理物の11
0゜から85゜へと大きく変化しており、疎水性から親水
性になっていることが分る。また、FTIRによる分析結果
では、1400cm-1および1700cm-1付近に吸収がみられ、表
面にカルボキシル基の導入されていることが確認され
た。
次いで、この試料について、酵素の固定化を行なっ
た。即ち、この試料を、1mg/ml量のインベルターゼおよ
び7mg/ml量のジシクロヘキシルカルボジイミドをそれぞ
れ添加したpH3.0の水溶液中に４℃で24時間浸漬した。
た。即ち、この試料を、1mg/ml量のインベルターゼおよ
び7mg/ml量のジシクロヘキシルカルボジイミドをそれぞ
れ添加したpH3.0の水溶液中に４℃で24時間浸漬した。
その後、pH7.0のリン酸緩衝液で洗浄し、固定化イン
ベルターゼ量をケルダール窒素分析法で測定したとこ
ろ、樹脂板表面1m2当り22mgのインベルターゼが結合さ
れていることが分った。
ベルターゼ量をケルダール窒素分析法で測定したとこ
ろ、樹脂板表面1m2当り22mgのインベルターゼが結合さ
れていることが分った。
また、この固定化酵素の活性を、ネルソン−ソモギィ
法により測定したところ、同量の非結合酵素の活性に対
する相対的な活性が98％であるという結果が得られた。
法により測定したところ、同量の非結合酵素の活性に対
する相対的な活性が98％であるという結果が得られた。
実施例２ 市販の酸素通過性テトラフルオロエチレン樹脂膜（厚
さ0.1mm）について、実施例１と同一条件でのプラズマ
処理を行った後、7mg/mlのジシクロヘキシルカルボジイ
ミドおよび乾燥重量で1mg/ml量の酵母（サッカロマイセ
ツ セレヴィジェ、対数増殖期集菌）をそれぞれ添加し
たpH7.0の水溶液中に室温下で24時間浸漬した。
さ0.1mm）について、実施例１と同一条件でのプラズマ
処理を行った後、7mg/mlのジシクロヘキシルカルボジイ
ミドおよび乾燥重量で1mg/ml量の酵母（サッカロマイセ
ツ セレヴィジェ、対数増殖期集菌）をそれぞれ添加し
たpH7.0の水溶液中に室温下で24時間浸漬した。
この酵母固定化膜を十分水洗した後、クラーク型酸素
電極に装着し、10mg/ml濃度のグルコース水溶液に対す
る応答をみたところ、溶存酸素の減少がみられ、固定化
酵母としての活性を有していることが示された。
電極に装着し、10mg/ml濃度のグルコース水溶液に対す
る応答をみたところ、溶存酸素の減少がみられ、固定化
酵母としての活性を有していることが示された。
比較例１ 実施例１において、酵素ガスプラズマ処理を行わない
と、樹脂膜表面には、FTIR分析によるカルボキシル基の
吸収がみられず、またインベルターゼとの固定化処理物
にも、ケルダール窒素分析法での窒素成分はみられず、
酵素活性もなかった。
と、樹脂膜表面には、FTIR分析によるカルボキシル基の
吸収がみられず、またインベルターゼとの固定化処理物
にも、ケルダール窒素分析法での窒素成分はみられず、
酵素活性もなかった。
比較例２ 実施例１において、アルゴンガスプラズマ処理を行わ
ない場合には、樹脂膜表面にFTIR分析によるカルボキシ
ル基の吸収が認められ、またケルダール窒素分析値から
は表面1m2当り5mgのインベルターゼ結合量が示され、更
に酵素の相対活性は65％であることが示されたが、いず
れも実施例１よりも低い値しか得られていない。
ない場合には、樹脂膜表面にFTIR分析によるカルボキシ
ル基の吸収が認められ、またケルダール窒素分析値から
は表面1m2当り5mgのインベルターゼ結合量が示され、更
に酵素の相対活性は65％であることが示されたが、いず
れも実施例１よりも低い値しか得られていない。
Claims (1)
- 【請求項１】含フッ素重合体成形品表面を不活性ガス雰
囲気中および酸素ガスまたは含酸素化合物ガス雰囲気中
で順次プラズマ処理することを特徴とする生理活性物質
固定化用担体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17182788A JP2658211B2 (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | 生理活性物質固定化用担体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17182788A JP2658211B2 (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | 生理活性物質固定化用担体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0223868A JPH0223868A (ja) | 1990-01-26 |
| JP2658211B2 true JP2658211B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=15930478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17182788A Expired - Lifetime JP2658211B2 (ja) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | 生理活性物質固定化用担体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2658211B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2778048B2 (ja) * | 1988-10-07 | 1998-07-23 | エヌオーケー株式会社 | 生体物質固定化用担体の製造法 |
| KR100269277B1 (ko) * | 1992-09-25 | 2000-10-16 | 윤종용 | 반도체메모리장치의제조방법 |
| DE10351812B4 (de) * | 2003-10-30 | 2006-04-20 | Leibniz-Institut Für Polymerforschung Dresden E.V. | Modifizierte Perfluor-Kunststoffe und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| GB2585038A (en) * | 2019-06-25 | 2020-12-30 | Inst Jozef Stefan | Method |
-
1988
- 1988-07-12 JP JP17182788A patent/JP2658211B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0223868A (ja) | 1990-01-26 |
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